จะเลือกแอมพลิจูดของเชคเกอร์ที่ถูกต้องได้อย่างไร?
แอมพลิจูดของเครื่องเขย่าคือเท่าใด?
แอมพลิจูดของเครื่องเขย่าคือเส้นผ่านศูนย์กลางของพาเลทในการเคลื่อนที่เป็นวงกลม ซึ่งบางครั้งเรียกว่าสัญลักษณ์ “เส้นผ่านศูนย์กลางการสั่น” หรือ “เส้นผ่านศูนย์กลางราง”: Ø Radobio มีเครื่องเขย่ามาตรฐานให้เลือกหลายขนาด ได้แก่ 3 มม., 25 มม., 26 มม. และ 50 มม. นอกจากนี้ยังมีเครื่องเขย่าแบบสั่งทำพิเศษที่มีขนาดแอมพลิจูดอื่นๆ ให้เลือกอีกด้วย
อัตราการถ่ายเทออกซิเจน (OTR) คืออะไร?
อัตราการถ่ายเทออกซิเจน (OTR) คือประสิทธิภาพของการถ่ายเทออกซิเจนจากบรรยากาศสู่ของเหลว ยิ่งค่า OTR สูง แสดงว่าประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจนสูงขึ้น
ผลของแอมพลิจูดและความเร็วการหมุน
ปัจจัยทั้งสองนี้ส่งผลต่อการผสมของอาหารเลี้ยงเชื้อในขวดเพาะเลี้ยง ยิ่งการผสมดีเท่าไหร่ อัตราการถ่ายเทออกซิเจน (OTR) ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น การเลือกแอมพลิจูดและความเร็วรอบที่เหมาะสมที่สุดก็สามารถทำได้โดยปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้
โดยทั่วไป การเลือกแอมพลิจูด 25 มม. หรือ 26 มม. สามารถใช้เป็นแอมพลิจูดสากลสำหรับการใช้งานด้านวัฒนธรรมทุกประเภทได้
แบคทีเรีย ยีสต์ และเชื้อรา:
การถ่ายเทออกซิเจนในขวดเขย่ามีประสิทธิภาพน้อยกว่าในไบโอรีแอคเตอร์มาก การถ่ายเทออกซิเจนอาจเป็นปัจจัยจำกัดสำหรับการเพาะเลี้ยงในขวดเขย่าในกรณีส่วนใหญ่ แอมพลิจูดสัมพันธ์กับขนาดของขวดทรงกรวย โดยขวดขนาดใหญ่จะใช้แอมพลิจูดที่ใหญ่กว่า
คำแนะนำ: แอมพลิจูด 25 มม. สำหรับขวดกรวยขนาด 25 มล. ถึง 2,000 มล.
แอมพลิจูด 50 มม. สำหรับขวดกรวยขนาด 2,000 มล. ถึง 5,000 มล.
การเพาะเลี้ยงเซลล์:
* การเพาะเลี้ยงเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความต้องการออกซิเจนค่อนข้างต่ำ
* สำหรับขวดเขย่าขนาด 250 มล. สามารถจ่ายออกซิเจนได้เพียงพอในช่วงแอมพลิจูดและความเร็วที่ค่อนข้างกว้าง (แอมพลิจูด 20-50 มม.; 100-300 รอบต่อนาที)
* สำหรับขวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า (ขวดเฟิร์นบาค) แนะนำให้ใช้แอมพลิจูด 50 มม.
* หากใช้ถุงเพาะเลี้ยงแบบใช้แล้วทิ้ง แนะนำให้ใช้ขนาด 50 มม.
ไมโครไทเตอร์และเพลทหลุมลึก:
สำหรับไมโครไทเตอร์และเพลทหลุมลึก มีสองวิธีที่แตกต่างกันในการรับการถ่ายเทออกซิเจนสูงสุด!
* แอมพลิจูด 50 มม. ที่ความเร็วไม่ต่ำกว่า 250 รอบ/นาที
* ใช้แอมพลิจูด 3 มม. ที่ 800-1000 รอบต่อนาที
ในหลายกรณี แม้ว่าจะเลือกแอมพลิจูดที่เหมาะสม ก็อาจไม่เพิ่มปริมาตรของการเพาะเลี้ยงชีวภาพ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาตรอาจได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย ตัวอย่างเช่น หากปัจจัยหนึ่งหรือสองปัจจัยจากสิบปัจจัยไม่เหมาะสม การเพิ่มขึ้นของปริมาตรของการเพาะเลี้ยงจะถูกจำกัด ไม่ว่าปัจจัยอื่นๆ จะมีประสิทธิภาพดีเพียงใด หรืออาจกล่าวได้ว่าการเลือกแอมพลิจูดที่ถูกต้องจะส่งผลให้ปริมาตรของการเพาะเลี้ยงเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด หากปัจจัยจำกัดเพียงอย่างเดียวคือการส่งออกซิเจน ตัวอย่างเช่น หากแหล่งคาร์บอนเป็นปัจจัยจำกัด ไม่ว่าการถ่ายเทออกซิเจนจะมีประสิทธิภาพดีเพียงใด ปริมาตรของการเพาะเลี้ยงชีวภาพก็จะไม่ได้ตามที่ต้องการ
แอมพลิจูดและความเร็วในการหมุน
ทั้งแอมพลิจูดและความเร็วในการหมุนสามารถส่งผลต่อการถ่ายเทออกซิเจนได้ หากเพาะเลี้ยงเซลล์ด้วยความเร็วในการหมุนที่ต่ำมาก (เช่น 100 รอบต่อนาที) ความแตกต่างของแอมพลิจูดจะแทบไม่มีผลต่อการถ่ายเทออกซิเจนเลย เพื่อให้ได้การถ่ายเทออกซิเจนสูงสุด ขั้นตอนแรกคือการเพิ่มความเร็วในการหมุนให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ และถาดจะสมดุลกับความเร็วอย่างเหมาะสม เซลล์บางชนิดไม่สามารถเจริญเติบโตได้ดีด้วยการสั่นที่ความเร็วสูง และเซลล์บางชนิดที่ไวต่อแรงเฉือนอาจตายจากความเร็วในการหมุนที่สูง
อิทธิพลอื่น ๆ
ปัจจัยอื่นๆ ที่สามารถส่งผลต่อการถ่ายเทออกซิเจนได้:
* ปริมาตรการบรรจุ ขวดทรงกรวยควรเติมไม่เกินหนึ่งในสามของปริมาตรทั้งหมด หากต้องการให้การถ่ายเทออกซิเจนสูงสุด ควรเติมไม่เกิน 10% ห้ามเติมเกิน 50%
* สปอยเลอร์: สปอยเลอร์มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงการถ่ายเทออกซิเจนในวัฒนธรรมทุกประเภท ผู้ผลิตบางรายแนะนำให้ใช้ขวดแบบ “Ultra High Yield” สปอยเลอร์ในขวดแบบนี้จะเพิ่มแรงเสียดทานของของเหลว และเครื่องเขย่าอาจไม่สามารถปั่นได้ถึงความเร็วสูงสุดที่ตั้งไว้
ความสัมพันธ์ระหว่างแอมพลิจูดและความเร็ว
แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางในเครื่องเขย่าสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้
FC = รอบต่อนาที2× แอมพลิจูด
มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและแอมพลิจูด: หากคุณใช้แอมพลิจูด 25 มม. ถึง 50 มม. (ด้วยความเร็วเท่ากัน) แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า
ความสัมพันธ์แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสระหว่างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและความเร็วในการหมุน
หากเพิ่มความเร็วเป็น 2 เท่า (แอมพลิจูดเท่ากัน) แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเป็น 4 เท่า หากเพิ่มความเร็วเป็น 3 เท่า แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเป็น 9 เท่า!
หากใช้แอมพลิจูด 25 มม. ให้บ่มเพาะด้วยความเร็วที่กำหนด หากต้องการให้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเท่ากันที่แอมพลิจูด 50 มม. ควรคำนวณความเร็วในการหมุนเป็นรากที่สองของ 1/2 ดังนั้นควรใช้ 70% ของความเร็วในการหมุนเพื่อให้ได้สภาวะการบ่มเพาะที่เท่ากัน
โปรดทราบว่าวิธีการข้างต้นเป็นเพียงวิธีการทางทฤษฎีในการคำนวณแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเท่านั้น ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่มีอิทธิพลในการใช้งานจริง วิธีการคำนวณนี้ให้ค่าโดยประมาณเพื่อวัตถุประสงค์ในการปฏิบัติงาน
เวลาโพสต์: 03 ม.ค. 2567